交叉路口沥青混凝土路面车辙病害成因及对策

李亚琦

摘  要：车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。在路面周期性评价和路面养护中，路面车辙是一项非常重要的内容，决定着公路的使用寿命和车辆行驶的舒适程度，需要引起我们的高度重视。该文结合实际的工程案例，对交叉路口沥青混凝土路面车辙病害的原因进行了详细分析，并提出了具有针对性的措施，具有一定的借鉴意义。

关键词：车辙;沥青混凝土;病害

中图分类号：U41                文献标志码：A

近几年来，从河南中公交通检测有限公司的检测数据情况来看，S104郑常线焦作境马营至小中里段改建工程、S308冢沁线大纸坊至大梁庄段大修工程、Z003安李线安阳城至李屯段大修工程等多条道路普遍在交叉路口段沥青混凝土路面车辙较为严重。病害表现为裂缝、松散、拥包、推移、车辙和开裂等现象。距交叉口150 m范围内表现尤为严重，如图1所示。

1 病害原因分析

1.1 车辆的速度变化

交叉路口段沥青混凝土路面车辙属于路面质量通病，难以彻底消除。交叉路口车辆频繁停车、起步，对路面产生较大的推移剪应力，交叉路口地下管线比较多，路面压实不充分。夏季高温天气下，重型车辆交叉路口段往往会出现减速、加速现象，车辆轮胎会对路面进行冲击、推移和揉搓，加剧了波浪拥包、车辙、开裂等病害的产生。

1.2 路面温度变化

在运营过程中，沥青混凝土路面与路基相比受气候和温度的影响更为明显。车辆在停车等待时，发动机直接给路面进行加热，同时排出大量的高温氣体，导致路面温度比一般路段要高。沥青混凝土路面易软化、推移，并产生车辙和拥包。

1.3 气候条件影响

沥青混凝土路面在行车荷载、温度变化、雨水侵蚀、冰雪冻融等因素反复作用下，沥青结合料已经严重老化，沥青与集料之间黏附性变差，造成沥青混合料松散、剥落。在车辆荷载的反复碾压下路面结构遭到破坏、产生疲劳开裂，并容易出现车辙和裂缝等病害。

1.4 沥青路面厚度

沥青路面厚度与车辙具有比较复杂的关系，在不同的路面结构中，即使使用相同的材料，也会发挥出不同的性能和效果。当路基的强度较高，控制车辙程度需要采用薄沥青混合料面层，当路基基层强度较弱时，为了避免对车辙造成较大的影响，需要对面层厚度进行适度地增加。这种情况下的道路，会耗费较多的经济成本，结构之间的组合也不科学，并且路面回弹模量与路基回弹模量之间的比值过大，不是最佳的选择。

1.5 改性沥青的使用

对沥青进行改性能够使沥青的稳定性得到有效提高，与普通沥青混合料相比，使用改性沥青能够有效减少车辙深度。这种沥青最大的特点是温度比较恒定，因为稳定性较强，受外界环境的影响较小，能够使道路的耐磨性、抗老化性等得到有效提升，同时大大减少车辙的形成。

1.6 配合比的设计

在温度较高的情况下，在车辆荷载较大的时候，会产生强大的水平推挤力和水平剪切力，增加沥青的承重压力，对沥青造成一定的破坏。因此，需要对沥青的配比进行详细设计，通常情况下，车辙最小的是中粒式沥青混合料，处于中间位置的是细粒式混合料，车辙最大的是粗粒式混合料。选择孔隙率的原则是依据经验，当孔隙率小于某一临界值后，孔隙率需要不断降低，材料中的流动部分不能得到有效吸收，混合料的外部会出现错位和变形，最终变成车辙。数据显示：在混合料的级配在最佳值时，车辙会随着孔隙率的增大而增加。

2 车辙形成的原因

2.1 采用的沥青结合料含蜡量高，沥青用量过多

在温度较高的时候，沥青中的蜡会出现变软现象，沥青路面的稳定性降低，最终出现车辙。在温度较低的时候，沥青会出现脆化现象，抗裂性能降低，导致裂缝的出现。如果出现水分，路面的石头会逐渐剥落，沥青路面的抗滑性大大降低，路面在损坏的同时会给车辆的行驶带来不同程度的障碍。

在沥青过多的混合料中，沥青具有黏结和润滑的作用，使粗集料之间的密排作用逐渐降低，沥青混合料之间的内摩擦角也出现损坏。在温度较高的条件下，车轮的碾压会使路面出现松软和滑动现象，最终出现车辙现象。

2.2 粗集料用量少，棱角性差，矿粉用量偏少

沥青混合料中的粗集料过少，矿质混合料形不成一定骨架。结构的不固定会带来一定的危险性因素，这是因为沥青砂浆中悬浮着集料，并且承受着交通带来的荷载。当温度升高的时候，沥青砂浆的黏度逐渐减小，降低了承受的变形能力，形成车辙，另外，粗集料的表面比较光滑，没有明显的棱角，集料之间的固定性太差，容易出现滑动和剥落现象，集料与沥青的黏结性也不足，沥青薄膜不易在集料表面形成，受车辆外力的影响，容易出现流动变形的现象。胶结料需要矿粉与沥青双向结合，在矿粉用量过少的情况下，集料与集料之间不易形成胶结，移动和错位的现象纷纷出现。尤其对于SMA沥青混合料，一定要增加矿粉用量，形成沥青玛蹄脂，提高稳定度和流畅度。

2.3 混合料剩余空隙率太小，面层厚度不适，层间结合力太差

混合料剩余空隙率太小，在温度较高时，路面塑性变形会随着重载车辆的增加而增加，车轮的碾压和摩擦会使混合料来回移动，出现相互排挤的现象。车轮作用的部位下凹，两侧向上隆起，形成车辙。

3 处治方案

沥青混合料是由沥青、集料和填料混合组成的一种材料。由于每种材料的性能不同，在相互组合的过程中，会对混合料的路用性能造成不同程度的影响，因此，必须对材料的性能进行严格筛查，经过详细的配比设计，使沥青混合料的抗车辙能力得到明显提升。对车辙的影响因素进行详细分析，把握交叉路段的实际情况，重视粗细集料、填料、级配等细节，对土木格栅进行铺设，合理使用改性沥青，使现场施工的各个环节能够得到全面控制。

3.1 粗集料

需要选择坚硬的碎石，应为二次加工、表面干净整洁、干燥无风、耐磨有棱角，不存在有害的杂质。这种碎石在组成混合料之后，能够产生比较强大的嵌挤力和内摩阻力，提高路面的稳定性和坚固性。

3.2 细集料

采用的砂应具备坚硬、洁净、有棱角和无风化等特点，应尽可能避免使用天然砂。加工与合成的砂能够与沥青形成较好的黏性黏结，形成良好的施工效果，在施工时需要充分重视。

3.3 填料

在整个矿料混合料中对沥青温度稳定性影响最大的是填料，高质量的填料对于抵抗车辙十分有利。可采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。在生产沥青混凝土时，应该严格控制小于0.075 mm的粉料用量。

3.4 级配

集科的级配组合，对沥青混合料的高温稳定性起决定性的作用，在沥青混合料的矿料级配组成设计时，应尽可能采用不连续级配类型混合料，以达到较高密实度，形成一种骨架密实结构，可以增强混合料的嵌挤作用，以提高沥青路面的高温稳定性，减少车撤的形成。

3.5 沥青改性剂

根据检验检测结果，沥青混合料中掺入沥青质量3%的德国Sasobit沥青改性剂，抗车辙能力会有很大提高。具体检测结果见掺入沥青改性剂沥青混合料动稳定度检验检测结果汇总，见表1。

3.6 加铺土工格栅

将土木格栅铺设在上下面层中，不仅能够承担荷载，还能在网孔性结构作用下，将荷载的应力进行传递，从肋条传递到周围混凝土层。集料的位移能够实现良好的限制性效果，混凝土黏结力得到提高，防止出现塑性变形的现象，增强骨架的稳定性，使路面高温变形能力得到有效提升。

3.7 设置薄层沥青混合料

沥青混凝土层的厚度直接影响着沥青路面的车辙，在条件相同的情况下，车辙的大小与厚度具有密切联系，可以通过降低混凝土的厚度使车辙的深度。基层定位交叉口预计水泥混凝土路面，将加铺的沥青混凝土厚度控制在4 cm～6 cm，一般来说，上下层的混凝土厚度应有所区别，在详细控制下，避免车辙的出现。

3.8 采用改性沥青

为改善沥青混凝土的温度稳定性和耐候性，提高沥青混凝土路面抗车辙性能，沥青结合料建议采用有此種改性能力的改性沥青。

3.9 现场施工控制

施工中应加强沥青混凝土摊铺及压实施工工艺控制，确保摊铺平整、碾压密实。通过重型压路机碾压成型，加大压实功，使混合料充分嵌挤。

4 结语

车辙病害是路面常见的一种病害现象，对道路的质量造成了严重损害，大大缩减了道路的使用寿命。必须对产生病害的原因进行详细分析，在结合实际情况的基础上，将各种因素进行整合，制定出具有针对性的措施，使施工中的各个环节达到理想的效果，保证整体的质量得到最大程度的保障，有效减少病害现象，切实提高公路质量，实现良好的经济效益和社会效益。

参考文献

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